Question

13．課外綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小華等同學(xué)將兩只“3.8V  0.3A”的小燈泡連接成串聯(lián)電路．實(shí)驗(yàn)時(shí)不慎把甲燈泡的玻璃外殼打碎了，讓小華驚奇的是，原來(lái)發(fā)光較弱的甲燈泡不發(fā)光了，而乙燈泡不僅沒(méi)熄滅，反而更亮了．仔細(xì)觀察電路后，還發(fā)現(xiàn)這時(shí)電壓表的示數(shù)為1.6V（電壓表測(cè)甲燈泡兩端的電壓），電源電壓為4V．小華對(duì)此產(chǎn)生了疑問(wèn)：玻璃外殼打碎后，
甲燈仍有電流通過(guò)為什么不發(fā)光呢？小組的同學(xué)提出了以下兩種猜想：
猜想1：甲燈中的電流可能小于外殼打碎前的電流．
猜想2：甲燈的實(shí)際功率可能小于可以發(fā)光的功率．
請(qǐng)回答問(wèn)題：
（1）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，他們經(jīng)過(guò)討論，斷定猜想1是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．他們判斷的依據(jù)是觀察到乙燈更亮了，根據(jù)串聯(lián)電路中電流相等 的特點(diǎn)；所以甲燈中的電流大于外殼打碎前的電流．
（2）為了驗(yàn)證猜想2，由于手頭沒(méi)有電流表，小華通過(guò)查閱有關(guān)資料獲得“3.8V  0.3A”小燈泡的電流隨電壓變化的數(shù)據(jù)，以及不同電壓下的發(fā)光情況（如表所示），并描出了該燈泡電流隨電壓的變化圖象．

電壓U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
電流I/A	0	0.12	0.16	0.20	0.22	0.25	0.27	0.29	0.31
燈泡發(fā)光情況	不發(fā)光			發(fā)光，由暗漸漸變亮

由試題中信息和前面的討論，可以判斷猜想2是錯(cuò)誤 （選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．寫出分析（計(jì)算）推理的過(guò)程．甲燈泡外殼打破后，乙燈泡仍然是完好的燈泡，符合表格中的U-I關(guān)系，此時(shí)由甲燈泡兩端電壓為1.6V，則乙燈泡電壓為2.4V，由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)電路中的電流約為0.25A，則此時(shí)P_甲=U_甲I_甲=0.4W，而對(duì)于正常的小燈泡，最小的發(fā)亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W，P_甲＞Pmin，因此猜想2錯(cuò)誤錯(cuò)誤．．
（3）甲燈泡的玻璃外殼打碎后，引起燈泡從發(fā)光較弱到不發(fā)光的因素究竟是什么？
同組的小蘭同學(xué)聯(lián)想到，剛從煉鋼爐里倒出來(lái)的鋼水，溫度很高發(fā)出耀眼的白熾光，一段時(shí)間后，溫度降低鋼水凝固發(fā)出紅光直至不發(fā)光．提出新的猜想：甲燈燈絲玻璃外殼打碎了后，燈絲可能因溫度低 而不發(fā)光．
為了驗(yàn)證猜想，小華等同學(xué)在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)高穩(wěn)壓電源的電壓后，觀察到甲燈泡燈絲發(fā)出微弱的紅光，但在短時(shí)間內(nèi)燈絲就燒斷了．至此，你認(rèn)為小燈泡的玻璃外殼有什么作用減少散熱，使燈絲溫度可達(dá)到白熾發(fā)光的程度 （只要寫出其中的一點(diǎn)）．

Answer 1

分析 （1）甲、乙兩燈串聯(lián)，流過(guò)它們的電流相等，乙燈能發(fā)光且更亮了，說(shuō)明流過(guò)甲燈的電流大于外殼打碎前的電流；
（2）根據(jù)題意求出甲燈泡的電壓及流過(guò)甲燈泡的電流，由P=UI求出甲的功率，看該功率與燈泡發(fā)光功率間的關(guān)系，
然后判斷猜想2是否正確；
（3）從影響電阻大小的因素入手，因?yàn)闊艚z未受損，燈絲的材料、長(zhǎng)度、橫截面積不變化，考慮是導(dǎo)體溫度的影響．
從物體溫度與發(fā)光的關(guān)系分析燈不發(fā)光的原因及燈泡玻璃外殼的作用．

解答 解：（1）甲、乙兩燈串聯(lián)，流過(guò)它們的電流相等；與甲串聯(lián)的乙燈更亮了，說(shuō)明流過(guò)乙燈的電流更大了，
從而流過(guò)甲燈的電流更大了，所以猜想1是錯(cuò)誤的．
（2）甲燈泡外殼打破后，乙燈泡仍然是完好的燈泡，符合表格中的U-I關(guān)系，此時(shí)由甲燈泡兩端電壓為1.6V，則乙燈泡電壓為2.4V，由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)電路中的電流約為0.25A，則此時(shí)P_甲=U_甲I_甲=0.4W，而對(duì)于正常的小燈泡，最小的發(fā)亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W，P_甲＞Pmin，因此猜想2錯(cuò)誤錯(cuò)誤；
（3）甲燈泡的玻璃外殼打碎后，雖然燈泡兩端的電壓及燈泡的功率都大于燈泡可以發(fā)光的電壓與功率，而燈泡仍不發(fā)光，原因是：玻璃外殼被打碎后由于散熱使燈絲的溫度降低，燈絲溫度太低，達(dá)不到白熾狀態(tài)而無(wú)法發(fā)光，所以玻璃殼的作用是減少散熱，使燈絲溫度可達(dá)到白熾發(fā)光的程度．
故答案為：（1）錯(cuò)誤；乙燈更亮了；相等；大于；
（2）甲燈泡外殼打破后，乙燈泡仍然是完好的燈泡，符合表格中的U-I關(guān)系，此時(shí)由甲燈泡兩端電壓為1.6V，則乙燈泡電壓為2.4V，由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)電路中的電流約為0.25A，則此時(shí)P_甲=U_甲I_甲=0.4W，而對(duì)于正常的小燈泡，最小的發(fā)亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W，P_甲＞Pmin，因此猜想2錯(cuò)誤錯(cuò)誤；
（3）溫度低；減少散熱，使燈絲溫度可達(dá)到白熾發(fā)光的程度．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，對(duì)初中生來(lái)說(shuō)難度較大；熟練掌握串聯(lián)電路的特點(diǎn)、充分理解題意，由題意獲取燈泡可以發(fā)光的電壓與功率是正確解題的關(guān)鍵．